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科学思维方法论听课笔记整理
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第一章科学问题思维方法
1、学术界对科学问题研究的概说
科学问题对整个科学而言是非常重要的。
爱因斯坦说：
“提出一个问题解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数字上的或实验上的技能而已。
而提出一个新问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。
”
大数学家希尔伯特说：
“只要一门科学技能提出大量科学问题，它就充满着生命力”。
近几十年来，哲学界、自然辩证法界，科学哲学都非常重视对科学问题的研究。
a、在西方科学哲学中，有许多学者对“科学问题”进行了研究。
如，卡尔·波普，理性批判主义的代表人物《猜想与反驳》、《无穷的探索》等著作中提出“问题是科学研究的特点”由著名论点。
并在此基础上提出了：
P1——TT——EE——P2即从问题到问题的“四段图式”。
劳丹，新历史主义学派的主要代表人物，把问题与科学进步联系起来。
写了一本名著，《问题与科学进步》，提出了“科学进步就是问题不断解决的过程。
”
库恩，历史主义学派的主要代表：
将问题划分为：
常规问题；非常规问题等。
b、在我国的自然辩证法界，也有许多学者，对科学问题进行了概括，研究，如：
中山大学的林宝夷教授，发表了几篇比较有份量的关于科学问题的文章，《中国社会科学》，1991年第期上，发表了他的文章题为《科学问题与科学目标》；《自然辩证法研究》，1993年第五期上，发表了他的另一篇文章，题为《问题与科学发现》等。
“武汉大学的张巨青教授，主编《科学研究的艺术》（湖北人民出版社，1988年版）已故的原吉林大学教授炜光先生，主编《科学认识论》（三卷本）（吉林人民出版社出版，1990年）都对”科学问题进行了研究。
2、科学问题的定义
学术界科学问题下的定义很多，在此我给大家介绍刘光挥老师在《科学技术与辩证法》杂志上发表的题为《从认识论视角看科学问题》一文中给科学问题下的定义。
两句话：
参见教材
科学问题是科技人中央科技研究过程中，在一定的已知背景知识条件下，想要达到而来能达到的科技认知的范畴；
是科研主体对研究对象的已知背景知识和未知内容的差距的主观反映。
在这个定义中，包括四层涵义。
第一层涵义：
科学问题属于科技认识的范畴
第二层涵义：
科学问题是出现在科技研究领域中的，它揭示了科学主体和科学客体的矛盾
一方面，科学主体在已知知识条件下，形成了关于科学客体的未知的部分，另一方面，由于当时条件的限制，科研主体又不能认识那部分“未知部分”、“内容”
第三层函义：
科学问题客观内容是科研主体关于研究对象的未知内容的知识部分，它反映了已知和未知的差距或矛盾，进一步揭示未知和须知的矛盾。
第四层函义，科学问题也是一种主观反映，即其形成是主观的。
3、科学问题的界定：
在科技认知过程中，科学主体遇到的问题是多种多样的，但不是所有的问题都是科学问题。
如：
你遇见了一个小孩儿，然后问他1+1=？
2+1=？
2个苹果加上两个苹果是几个苹果？
进一步讲：
中学教师给学生讲物理课时，提问学生说：
万有引力定律是谁发现的呢？
（牛顿）
万有引力定律的内容是什么呢？
化学教师讲课时提问同学：
其价键的家质内容是什么呢？
（共用电子对）
离子键的实质又是什么呢（正负电荷的静电吸引）
再进一步讲：
大学教师给大学生讲课
讲：
现代西科学主义思潮，科学主义主要研究的是什么？
波普的四段图式是什么
严格地说，这些不是科学问题。
试问：
哪些才是科学问题呢？
（从三个层次来界定科学问题）
科学问题是：
指出现在科技研究领域中的问题，出现在非科技研究领域中的问题就不是科学问题，而是非科学问题。
如：
（物理学领域中的问题；化学领域中的问题）都有可能是科学问题
非科学问题最典型的例子，就是宗教问题
如：
上帝一天能吃几头牛？
一个针尖上能站几个天使？
这些都不是科学问题
上帝的身高是多少？
上帝身上有没有“跳蚤”
这一个层次的划分是以问题的区域来划分的
科学问题是指出现在科技研究领域中的真实问题，而非虚假问题。
即，既使是出现在科技研究领域的问题，也不都是科学问题。
出现在科技研究领域中的问题，根据其“应答域”的真实性，问题划分为：
真实问题；虚假问题
a、如果出现在科技研究领域中的问题，其应答域是真实存在的，它就是真实问题，它能引导科研主体得出正确的答案。
b、如果应答域是错误的，虚假的，不真实的，那么该问题就是虚假问题。
如，“脚气病是由哪种细菌导致呢？
”
这个问题的应答域是“细菌”中的一种
虽然细菌不能导致脚气病，故这个问题是虚假问题
又如：
“牛顿所说的神的第一推动力”是什么？
如何验证它？
“鲸鱼是一种什么鱼？
”这些都是虚做问题，不是真实问题
“怎样制造永动机？
”
→不是科学问题
科学问题是科技研究领域中的能解、待解的真实问题，而不是无知问题。
即，既使是科研领域中真实问题，也不都是科学问题。
根据科研主体对背景知识的了解，把握程度，科技研究领域中的真实问题被划为：
能解、待解的问题；无知问题。
A、只有那些在科技研究领域中，根据当时的背景知识和经验事实，提出的能解和待解的真实问题，才是科学问题。
才是标志着科学进步的，有真正意义的科学问题。
B、如果在科技研究领域中的科学问题，已经在当时的情况下解决了，或根本无法解决，都是无知问题，而非科学问题。
无知总是分为两类。
知识性问题——已经解答的科研领域的真实问题
如：
1+1=？
万有引力定律内容是什么？
基因是蛋白质还是核酸？
DNA的结构是什么样的？
遗传官码是什么？
无法问题——在当时条件下，根本无法解答的科研领域的真实问题。
如在中世纪炼金术提出的：
“怎样将贱金属炼制成贵金属呢？
在古代，米利都学派创始人泰勒斯，提出的“宇宙本原是什么？
”在现代医学条件下提出的“怎样制成使人长生不老的药呢？
”
科学问题的界定（图示三）
问题科技研究领域中的问题→真实问题根据科研主体对背景知识的了解、把握程度
（根据归属性）根据应答域的真实性虚假问题
进一步说明：
A、科学问题（3个层面来界定）是指科学研究领域中的真实的、能解、待解的问题（这是真正的科学问题，不妨称之为狭义科学问题）
B、由于人们在视觉上将科技研究领域中的知识性问题和无法问题，也称为科学问题。
因此不妨将知识性问题、无法问题称为广义科学问题。
C、将非科研领域中的问题和科研口语中的虚假问题称为非科学问题。
D、三类他是相互联系、相互转化的
如：
某个时期的狭义科学问题一旦解答就转化为广义科学问题，某个时期的科学问题，在另一个时期也可以转化为狭义科学问题，在现代物理学条件下，就是狭义科学问题。
4、科学问题的结构（一般由四要素构成）
1已知内容（首要要素）
将科学问题与已知内容联系起来，是否矛盾？
（矛盾）
真正有意义的标志着科学进步的科学问题的提出，都是在已知基础上提出来的，并且已知构成了科学问题的首要要素。
日本学者岩奇和宫原在其著的《科学认识论》一书中说：
科学问题的发现和提出，“以多方面的形式同已知联系着。
”
著名地质学家李四光说：
“任何一个科学问题很少是单纯的，总是对于构成一个问题的各项事物，实际上就是代表事物的那些词句的意义和那些问题展开的步骤，有了正确的认识，方可以形成一个问题。
”
从科学史可以看出：
哥白尼所以发现托密勒地心说的矛盾问题，是他对天文学的熟知分不开的。
伽俐略之所以发现和提出亚里士多德物理学中的矛盾问题，说明他有丰厚的物理知识。
法拉第之所以提出磁可以转化为电的问题，是他有丰富的电磁学知识的缘故，特别是对奥斯特的电流的磁效应熟知的缘故。
爱因斯坦之所以提出普朗克能量子假说的应用问题，是因为提对普朗克能量子假说的深入了解。
未知（这是科学问题的核心要素）没有未知就没有问题，问题与未知相联结。
这一点好理解。
在理解“未知”时，应注意以下两个区别。
A、科学问题的未知与未知的自然现象的区别。
未知的自然现象，作为客观存在的“自然之谜”，属于“自然之物”，是第一性的东西。
而科学问题的未知：
是未知自然现象的反映，是观念的产物，是意识现象，属于第二性的东西。
原苏联学者普宁在《马克思主义认识论导论》中讲：
a、“问题不仅表示不可知的东西，而且它也含有对这种东西的某种认识。
”
——这说明：
科学问题中的未知，是对未知自然之谜的认识产物。
b、“问题是未知的学问，未知的知识。
”
B、科学问题的未知，是已知基础上的未知，而不是愚昧无知。
假设一个小孩问他的父母：
种瓜为什么得瓜而不是得豆呢？
这个问题对此小孩来说，是男幼无知的表现，是天真的表现，属于愚昧无知的范畴。
而这个问题孟德尔·库尔根等人提出以后，就该了一个科学问题，即遗传学问题。
对未知的发问（这是科学问题的形式要素）
A、对未知发问是科学问题的重要要素——形式要素
有了已知、未知，并不能形成一个完整的、显形的科学问题，而只是一个潜在的科学问题。
只要在已知基础上对未知发问之后，赋予它主观形式，这时才构成了一个完整的科学问题。
如，对电、磁都有了解，但不将二者联系起来，没有意识到二者的转化的可能，既使电和磁的相互转化的问题存在着，但也只能是潜在的问题，而不是现实的或显形的科学问题。
B、对为着发问的主要形式
对为着发问的产生，主要有三类：
a、“什么是……？
”“什么是……？
”如光的本质是什么？
什么是元素？
（“what……”）
b、“为什么……？
”（why……）如为什么抛到空中的物体会落下来呢？
c、“怎样……？
”“如何……？
”（how……？
）如：
怎样解开“克幽薄”之谜？
怎样合成牛胰岛素？
这三种形式的问题是可以相互转化的，
如：
为什么抛向空中的物体会下落？
转化为“抛向空中的物体下落的原因是什么？
C、对未知发问的其他形式：
A、选择疑问句“是……，还是……？
”如“基因是核酸，还是蛋白质呢？
”“脚气病是由细菌引起的，还是由其他原因导致的？
”
b、陈述句，祈使句：
如：
我国汉代数学家徐岳在《数术记遗》中提出的“九宫填数问题”是：
已知：
给出一组1到9的自然数和9个空格
要求：
使所填之数的横行、竖行、斜行的三个数相加之和都是同一个数，这显然是一个数字问题，南宋时的杨辉在《续古摘奇算法》中给出的答案是“九子斜排，上下对易，左右相更，四维出。
应答域（又称应答域预设，这也是科学问题的内在要素）
它是指：
科学问题解答的范围界限或域限。
任何一个问题都有应答域。
如，基因是什么呢？
——这个问题的应答域很宽泛，可能是自然界中的任何一种事物。
又如，基因是蛋白质还是核酸？
——这个问题的应答域就稍微小些，是蛋白质、核酸中的之一。
由此可见，应答域是每个问题都有的内容，是科学问题的构成要素之一，并且科学问题应答域的大小是不一样的，有的问题应答域很大，很宽泛，而有的问题的应答域很小，很狭窄。
应答域越小越有利于科研的进行。
事实上，我们写论文的题目，就包含着论题的应答域。
因此，尽量使标题小而切合实际，尽量避免“大题目小文章“，越小越易研究。
这样，科学问题因四个要素构成：
已知——首要要素
未知——核心要素
对未知的发问——形式要素
应答域——内在要素
这四个要素是缺一不可的。
5、科学问题的一般特征：
在此介绍科学问题的六大特征：
客观性特征
主观性特征
中立性特征
探索性特征
时代性特征
复杂多样性特征
客观性特征。
科学问题的客观性特征，表现为以下三个方面。
A、科学问题所反映的内容是客观的（问题的内容是客观的0
是指科研主体在一定条件下关于研究对象的已知背景知识和未知内容的差距。
这个差距是客观存在的。
（在一定历史时期、阶段，始终存在着的，不以人的意志为转移的）。
b、科学问题解答的方法，必须是科学方法，并且从尊重客观规律为前提。
（问题解答的前提是客观的）离开了客观规律的方法，是不能解答科学问题的。
c、科学问题最后解答所形成的理论之内容也是客观的。
（问题答案的内容是客观的）也就是说，是客观真理的组成部分，也是客观自然界的反映。
以上三个方面的内容，共同构成了科学问题客观性的内容。
主观性特征。
科学问题的主观性特征也表现为三个方面。
a、科学问题的产生是主观的。
尽管科学问题的内容、解答方法的前提，针对该问题形成的理论之内容，都是客观的，但是这些客观内容有其主观形式，都是通过语言概括表达出来的。
只有这样，才能构成完整的显形的科学问题。
b、对同一个未知内容，由于科学主体的不同，可能形成不同形式的科学问题。
如：
17世纪，关于“光的本质”这同一客观的未知内容。
牛顿等人提出了：
“光是否是由微粒组成的？
”
而惠更斯等人，提出了“光是粒子，还是波？
”
又如，在现代物理学的研究过程中，当德布罗意提出“物质波”以后薛宝等人，提出了“是否要吧用矩陈运算来研究物质波呢？
C、不同的研究主体，对同一个未知内容所形成的问题的回答也是不同的。
如：
关于物质波的运动规律问题薛宝——创立了波动力学
海森伯等——创立了矩节力学
又如：
对于光的本质问题——牛顿等提出了微粒说
惠更斯等提出波动说
科学问题的中立性特征（科学问题是没有阶级性的）
这是由科学问题内容所决定的。
科学问题的内容是已知背景知识和未知内容的差距，这个差距的存在是客观的。
这个差距的大小，对任何人、集团、阶层、阶级都是一视同仁。
并不因为您是无产阶级的学者，社会主义国家的公民，它就缩小差距。
也不同为您是资产阶级的学者，资本主义国家的公民它就扩大差距。
任何人研究它，它始终是那么大。
科学问题的控索性特征
是指科学问题在内容上总是揭示自然界的未知领域，使“自在自为”的未知之谜不断地转化为科学主化的“为我”的未知内容。
使科学问题所反映的未知内容在不断地加深和拓展。
如：
在科技史上，人类正是借助于科学问题来认识自然界
在宏观上，从地球问题→太阳系问题→银河系问题→总星学问题命名人类认识领域不断拓展。
微观上，从原子、分子总是→基本粒子问题→夸克幽禁的提出使人类认识深度在加强。
在有机界，从对动、植物问题一般认识→细胞层次对生物问题的认识→基因等分子层次对遗传问题的认识使人类的认识程度在加强。
正是这种意义上，爱因斯坦深深地体会到“提出一个问题此解决一个问题更重要。
”（这里爱因斯坦所说“问题”就是科学问题）新科学问题的提出“标志着科学问题的真正进步”。
大数学家希尔伯特也说：
“只要一门科学的分支能提出大量的问题，它就充满着生命力，而问题的缺乏，则预示着独立发展的衰亡和中止。
”
希尔伯特、爱因斯坦的这点论述，充分揭示了科学问题的这一特征——探索性，
科学问题的时代性特征
科学问题在不同时代的发展，如同马克思所说，它同人类全部思维发展一样，“都是一种历史的产物，在不同的时代具有非常不同的形式，并因而具有非常不同的内容。
”
科学问题的时代性特征表现在以下三个方面：
a、每时代都有自己的科学问题
如：
近代前期，主要的科学问题是“是什么……？
”的问题，
近代前期的这些问题都是经验层次上的问题
物理学（除力学以外）主要解决：
热现象是什么？
光现象是什么？
磁电声现象是什么？
化学：
燃烧现象是什么？
自然界有哪些元素？
生物学：
各种动、植物的性质是什么？
而到了近代后期，则主要表现为“为什么……”问题，
近代后期的这些问题都是理论层次上的问题
如：
物理这中：
为什么会产生传热现象？
电磁为什么能相互转化？
微粒说基础上的光为什么会有波的性质？
化学：
燃烧现象为什么会产生？
其本质到底是什么？
63种元素为什么会呈现出周期性变化？
生物学：
生物为什么会进化，其机制是什么？
等
到了现代自然界时代，科学问题在更深更广的层次上提出
这些是更新、更高水平的经验、理论研究
天文学：
发展到对200化光年的类阁下体问题的研究
物理学：
高速运动规律部下的研究对微观粒子结构问题的探讨
化学：
对电子的运动，排布规律问题的研究，
生物：
在分子层次上提出遗传问题
b、科学问题总是处于科学研究的前沿陈地，新科学时代总是在以用科学问题结束，新的问题的提出之时，而到来的。
如现代物理学时代的到来：
是在经典物理学的问题认为基本已解决，而新和科学问题被提出来之时也就是在19世纪，20世纪初，两大物理难题：
a、迈克尔逊一莫蕾的以太漂构实验到出的光速主变问题
b、墨体辐射实验引出的能量不连续的问题
这两大问题是科学前沿的问题
特别是x射线的发现相对论
放射性的发现它直接导致口诞生
电子的发现量子理论
进一步标志着现代物理学时代的到来，
又如：
分子生物是1953年创立的，但它的前沿可追溯到20世纪初期。
20世纪初期，人们提出了a）生物是怎样遗传的？
b）遗传的本质是什么？
等
这此是生物学前沿问题，而这些问题的解决又导致更新的前沿问题的诞生，
如a）基因是什么
b）共化学结构是怎样的？
c）其中包含什么样的遗传信息？
这些问题的提出和作答，标志着分子生物学新时代的到来。
C、科学问题的发展具有动态性。
表现在：
a）同一问题在不同的时代具有不同的性质和内容，只有在特定时代，某些问题才是科学问题。
如：
怎样改变金属元素的问题，在中世纪表现为：
将贱金属炼制成跺金属的问题，在当时条件下，这是一个“无法问题”而该问题的在现代物理学时代，
随着第一个人工核反应的完成，这个问题成为科学问题，真正的铗义科学问题。
b）科学问题在一定时代解答后，并不意味着消失，而新背景知识条件下，形成具有新质的科学问题。
如：
行星运行规律的问题：
在托勒密地心说的基础上，这个问题可能已经解答了。
但是，这个问题，在哥白尼提出“日心说”时，又被重新提出来，构成了一个新的问题。
（这个科学问题是以哥白尼太阳中心说为前提的，也就是说，形成不变，而内容实质发生了变化）
如果把托勒密“地心说”与哥白尼“日心说”相比较，都是科学学说，只是“日心说”更好地遵循了“科学思维的经济原则”。
科学问题的复杂多要决策特征（表现为三个方面）
a每一学科都有自己的科学问题（换句话讲，不同学科具有不同的内容）
如：
物理学——物理学问题光磁电热是什么？
其运动规律是什么？
化学——化学问题化合、分解问题，氧化、还原问题
生物学——生物学问题同化、异化问题，遗传、变异问题
b、有些科学问题是介于两门或两门以上的学科之间的“被人忽视的无区。
”“空白地带”电化学问题
既属于电学范围
又属于化学范围
又如：
分子生物学问题分子——化学研究对象
生物——生物学研究对象
从分子水平来研究生物——产生了分子生物学问题
c、科学问题有主次之分。
同时代：
有些问题是主要的——主要问题
有些问题是次要的——次要问题
科学问题有主次之分的原因有二：
a）科技自身发展的需要
如：
20世纪初，物理学领域有许多问题引力本是什么？
光速是否可变？
能量是否连续？
原子是否可分？
光是粒子还是波？
但这时，由迈克尔逊一莫雷以太漂移实验→能量不连续问题由黑体辐射实验→能量不连续问题是主要的它的解决直接有利于其它问题的解决。
b）社会经济、政治、军事的需要
如，第二次世界大战期间，“铀核裂变”现象发现以后，
西拉德（年轻物理学家）上书美国总统罗斯福：
说明了制造原子武器的可能性，
爱因斯坦阐明了这项研究的重大现实意义
他们说：
这项研究“可用来制造炸弹，并且能够想象——尽管还很不确定——由此可以制造出极有威力的新型炸弹来。
”（见《爱因斯坦文集》第三卷P178）
美国政府很快接受了爱因斯坦和西拉德的建议，制定、实施了著名的“曼哈顿工程”。
动用了大量的人，财、物来研制它。
这时“曼哈顿工程”中涉及的科学问题，都是主要问题，其他问题相比之下都次要问题。
在“现代”高新技术发展规划“中”，提出的问题都是主要问题
现代我国在攻关“计划”中的课题，都是主要问题，其他问题相比之下是次要问题，这是由社会需要所决定的。
6科学问题的本质
学术界在探讨科学问题的本质时，主要依据毛泽东所讲的一句话（《毛泽东选集》合订本，人民出版社1967年版，P796）
他说：
“问题就是事物的矛盾，哪里有没有解决的问题，哪里就有矛盾。
”
因此，学术界的传统观点就是：
“科学问题的本质是矛盾。
”
探讨该问题的理论依据：
a、马克思所揭示的本质与现象的关系，透过事物现象探讨其本质。
马克思讲：
“如果事物的表面形式和事物的本质会合二为一，那么一切科学就都成为了”。
因此，在探讨了科学问题的现象，特征之后，必须探讨其本质。
b、列宁提出的研究事物本质的方法论思想。
列宁在《哲学笔记》中说：
探讨事物的本质，“由所谓的初级本质到二级本质，这样不断地加深下去，以至无穷。
”
——对科学问题本质的研究也应遵循这一原则。
列宁还说：
必须研究“对象的本质自身中的矛盾”。
那么，科学问题的本质是矛盾——这些矛盾包括哪些？
科学问题三个层次的本质
A第一层次人本质（科学问题的初级本质）：
是已知和未知的矛盾。
如：
已知两事实，a、蝙蝠能在夜间自由地飞翔
b、蝙蝠的视力很弱
这是两个已知的事实，将二者联系起来，形成了未知内容：
→为什么蝙蝠的视力很弱而又能在夜间自由地飞翔呢？
（形成了未知内容）
又如：
19世纪中叶，人们已知63种元素（已知事实）将它们联系起来考察，得出未知的内容：
→这些元素之间有什么联系和规律呢？
（未知内容）这是科学史上很著名的科学问题。
1829年，德国人孙柏莱纳提出了三元素分类法
1864年，德国人罗·迈耶提出了六元素说
1865年，英国人纽兰新提出了八元素说
1869——1871年门捷列夫系统地提出元素周期规律。
B第二层次的本质（科学问题的二级本质）
这是从科学问题的形成，发展过程来考察，其二级本质是未知和欲知的矛盾。
二级本质一方面，反映了科学问题的核心要素，——已知基础上的未知
另一方面反映了科学主体主观能动性和探索未知的自然奥秘的内在欲望。
这样更全面地反映了科学问题的本质。
C、第三层本质（科学问题的三级本质）
这是从科学认识层面来考察的结果。
科学问题的三级本质是科学主体和科学客体的矛盾。
科学主体通过对已有的关于科学客体的知识，进行分析、比较、研究，发现其未知内容，赋予其主观形式，规定其应答域，便发现提出了科学问题因此，科学问题的第三级本质是科学主体与科学客体的矛盾。
前面举的例子如：
为什么蝙蝠的视力很弱而在夜间又能自由地飞翔呢？
这一问题反映已知和未知，未知和欲知的矛盾的同时，也反映了科学主体和科学客体的矛盾。
这一问题的提出过程：
蝙蝠视力弱
科学主体：
关于蝙蝠这一客体的已知的两事实
蝙蝠夜间自由飞翔
对比、分析、联系起来
形成了未知——二者的矛盾
规定其应答域，则赋予主观形式
使提出了科学问题
第二章课题选择思维方法
了解了什么是真正意义的铗义科学问题后，课题的定义就很自然地得出了。
1、课题的定义（用两句话来概括它：
）
第一句话：
课题就是科学认识主体在科学技研究过程中选定好需要解决而来解决的某一个或某几个铗义科学问题。
第二句话：
课题就是科学认识主体为解答某一个铗义科学问题提出的科研任何。
从课题的定义中可见：
a、课题是科学主体提出的科研任何。
b、课题的主要构成是铗义的科学问题
c、作为课题的铗义科学问题，是大量的铗义科学问题中的一个或几个，因此需要选择。
d、作为课题的科学问题，是科学发展，社会发展需要解决而未解决的铗义科学问题。
怎样选择课题，我们后面详细讲
2、课题的类型（及特点）
从目前课题的类型体系来看，主要是依据课题内容和科技向生产转化过程来划分的。
课题分为
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